3　粒子的波动性课程导入

17.3 粒子的波动性

【学习目标】

1.知道光的波粒二象性,感受微观领域的复杂性。

2.知道德布罗意假设的内容及表达式。

3.了解物质波的实验验证,感受实验研究的重要性。

【课前预学】

1.光的波粒二象性

光的干涉和衍射现象说明光具有 , 效应和 效应说明光子具有粒子性。光子既有粒子的特性,又有波的特性,即光具有 二象性。 2.粒子的波动性

(1)德布罗意假设的内容是 。

(2)德布罗意波的频率 ,波长 。

3.物质波的实验验证

1927年 和 利用晶体做了 的实验,得到了衍射图样。

【课堂探究】

探究一:光的波粒二象性

情景:我们学习了有关光的一些特性和相应的事实表现,如:光能发生干涉、衍射现象,表明光具有明显的波动特征,光电效应和康普顿效应又表明光具有粒子性。阅读课本中“光的波粒二象性”的内容,思考并回答下列问题。

问题:怎样来认识光的本质?

[来源:学科网ZXXK][来源:学科网]

探究二:粒子的波动性

情景:有一位伟大的科学家大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子。阅读教材中“粒子的波动性”的内容,思考后回答下面的问题。

问题:这位科学家是谁?他提出了怎样的假设? [来源:Zxxk.Com]

探究三:物质波的实验验证

情景:根据物质波波长公式λ=错误！未找到引用源。h/p错误！未找到引用源。知,宏观物体的波长比微观粒子的波长小得多,很难找到能发生衍射的障碍物,所以我们并不认为它有波动性。就是微观粒子的电子,找与之相匹配的障碍物也非易事。阅读教材中“物质波的实验验证”的内容,回答下列问题。

问题:(1)为什么很难观察到实物粒子的波动性? (2)科学家最终是怎样观察到电子的波动性的?

[来源:Zxxk.Com]

【检测反思】

1.提出物质波假设的科学家是(

) A.普朗克

B.爱因斯坦 C.德布罗意 D.汤姆孙

2.关于物质的波粒二象性,下列说法中不正确的是(

) ．．．A.不仅光子具有波粒二象性,一切运动的微粒都具有波粒二象性

B.运动的微观粒子与光子一样,当它们通过一个小孔时,都没有特定的运动轨道

C.波动性和粒子性,在宏观现象中是矛盾的、对立的,但在微观高速运动的现象中是统一的

D.实物的运动有特定的轨道,所以实物不具有波粒二象性

3.为了观察到纳米级的微小结构,需要用到分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜。下列说法中正确的是(

) A.电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光的短,因此不容易发生明显衍射

B.电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光的长,因此不容易发生明显衍射

C.电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光的短,因此更容易发生明显衍射

D.电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光的长,因此更容易发生明显衍射

4.在中子衍射技术中,常利用热中子研究晶体的结构,因为热中子的德布罗意波长与晶-27-34体中原子间距相近。已知中子质量m=1.67×10 kg,普朗克常量h=6.63×10

J·s,据此-10可以估算出德布罗意波长λ=1.82×10 m的热中子的动量的数量级可能是(

) -17-18-20-24A.10

kg·m/s

B.10

kg·m/s C.10

kg·m/s

D.10

kg·m/s

5.有关光的本性的说法正确的是(

) A.微粒说、波动说、光子说都说明了光的本性

B.光的波粒二象性是既可以把光看成宏观概念上的波,也可以看成微观概念上的粒子

|科|网][来源:学C.光的干涉、衍射现象说明光具有波动性,光电效应说明光具有粒子性

D.在光的双缝干涉实验中,如果光通过双缝则显示出波动性,如果光只通过一个缝则显示出粒子性

6.关于物质波,下列说法中正确的是(

) A.实物粒子与光子一样都具有波粒二象性,所以实物粒子与光子是本质相同的物质

B.物质波和光波都不是概率波

C.粒子的动量越大,其波动性越易观察

D.粒子的动量越小,其波动性越易观察